JPH11270585A - 自動調心型クラッチレリーズ軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 側板の接触面の摩耗低減 【解決手段】 側板２は鋼板プレス製の環体で、樹脂製
のスリーブ１の他端部外周に一体にインサート成形され
る。側板２の一方の端面２ａには玉軸受３の外輪３ｂの
フランジ部３ｂ１が半径方向摺動自在に当接し、他方の
端面側にはレリーズフォーク（３４）が当接する当接部
２ｂが例えば１８０度対向位置にそれぞれ配設される。
側板２は冷間圧延鋼板例えばＳＰＣＣ鋼板をプレス加工
によって所定形状に成形した後、表面硬化処理として浸
炭窒化処理を施して、その表面硬度を５８≦Ｈ_R Ｃ≦６
４の範囲にしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動調心型クラッ
チレリーズ軸受装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に概念的に示すように、クラッチレ
リーズ軸受装置Ａは、マニアルミッション自動車のエン
ジン（出力軸３９）とトランスミッション３２との間に
配置され、クラッチペダル（図示省略）の操作と連動し
て揺動するレリーズフォーク３４に押圧されて、フロン
トカバー３３上をエンジン側に軸方向摺動し、エンジン
の回転力がトランスミッション３２に伝達されるのを一
時遮断する機能を有する。

【０００３】上記のようなクラッチレリーズ軸受装置Ａ
は、例えば、フロントカバー３３上を摺動するスリーブ
と、スリーブに外挿された玉軸受と、スリーブの外周か
ら外径方向に延び、その一面に玉軸受の外輪が半径方向
摺動自在に当接し、その他面にレリーズフォークが当接
する側板と、玉軸受の外輪を側板の一面に弾性的に押圧
して保持する弾性手段とを主体として構成される。

【０００４】クラッチペダルを踏み込むと、レリーズフ
ォーク３４が同図で反時計方向に揺動し、側板の他面に
当接してクラッチレリーズ軸受Ａをエンジン側に軸方向
に押圧摺動させる。それによって、玉軸受の内輪がクラ
ッチ装置のダイヤフラムスプリング３５に当接し、さら
に、ダイヤフラムスプリング３５の撓みによって、クラ
ッチディスク３６をフライホイール３７に押圧している
プレシャープレート３８がクラッチディスク３６から離
れて、エンジンの出力軸３９の回転力がトランスミッシ
ョン３２から一時的に切り離される。

【０００５】また、エンジン側の軸心とトランスミッシ
ョン側の軸心との間にずれがあった場合、クラッチレリ
ーズ軸受装置Ａの玉軸受がそのずれ量に応じて半径方向
に摺動移動することにより、その心ずれが自動的に調心
される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】クラッチレリーズ軸受
装置がレリーズフォークに押圧されてエンジン側に軸方
向摺動する際、側板の他面はレリーズフォークから滑り
を伴った接触応力を受けるため、摩耗、特にかじり摩耗
が生じやすい傾向にある。側板の他面にかじり摩耗が生
じすると、レリーズフォークの当接時、両者の接触部分
で振動や騒音が発生し、これが車体に伝わって乗員に不
快感を与えるという問題がある。また、側板の一面には
玉軸受の外輪が弾性保持されるが、エンジンの振動等を
受けて側板の一面上で微小変位する場合があり、その場
合、側板の一面にフレッティング摩耗が生じ易い。この
場合も、振動、騒音の発生要因になる。

【０００７】本発明は、側板の接触面の摩耗を低減し、
振動や騒音の発生を抑制すると共に、側板の寿命、ひい
てはクラッチレリーズ軸受装置の寿命を向上させること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、クラッチ装置の回転部材に接触する外向
きの鍔部が一端に設けられた鋼板プレス製の内輪、及
び、内向きのフランジ部が他端に設けられた鋼板プレス
製の外輪を有する玉軸受と、玉軸受の内方に挿入される
スリーブと、スリーブの外周から外径方向に延び、その
一面に玉軸受の外輪のフランジ部が半径方向摺動自在に
当接し、その他面にレリーズフォークが当接する鋼板プ
レス製の側板と、玉軸受の外輪を側板の一面に弾性的に
押圧して保持する弾性手段とを備え、側板の表面硬度が
５８≦Ｈ_R Ｃ≦６４である構成を提供する。ここで、
「Ｈ_R Ｃ」はロックウェル硬さのＣスケールを表してい
る。

【０００９】５８≦Ｈ_R Ｃ≦６４としたのは次の理由に
よる。即ち、側板の表面硬度がＨ_RＣ５８未満である
と、レリーズフォークの当接によって側板の他面にかじ
り摩耗が生じやすくなり、また、玉軸受の微小変位によ
って側板の一面にフレッティング摩耗が生じやすくな
る。逆に、側板の表面硬度がＨ_R Ｃ６４を超えると、摩
耗低減には効果があるものの、鋼板プレス成形品の場
合、肉厚に対する表面硬化層の深さが大きくなりすぎ、
靭性が低下する。そのため、特にレリーズフォークから
圧縮荷重や引張り荷重を直接受ける部分に割れや欠けが
生じる懸念がある。側板の表面硬度を５８≦Ｈ_R Ｃ≦６
４の範囲内にすることにより、側板の接触面の摩耗を低
減すると同時に、適度の靭性を確保し、割れや欠けの発
生を防止することができる。特に、摩耗を効果的に低減
する観点から、側板の表面硬度は６３≦Ｈ_R Ｃ≦６４の
範囲にするのが好ましい。

【００１０】側板の材質として、冷間圧延鋼板を用いる
ことができる。冷間圧延鋼板は、浸炭鋼等に比べて安価
であり、また、側板に要求される機械的特性も満足でき
る。冷間圧延鋼板には、ＳＰＣＣ、ＳＰＣＤ、ＳＰＣＥ
等があるが、側板の材質としてＳＰＣＣ鋼板が好まし
い。

【００１１】側板の表面硬化処理は、高周波焼入れ、浸
炭等でも良いが、量産に適し、処理後のひずみの発生が
少なく、過剰浸炭が少ない浸炭窒化処理を採用するのが
良い。特に、鋼板プレス成形品は硬化処理後のひずみが
発生しやすく、また、過剰浸炭になり易いので、表面硬
化処理法の選択は重要である。

【００１２】上記のような側板は、例えば樹脂製のスリ
ーブに一体結合される。結合方法として、接着、嵌合、
係合、一体成形（インサート成形）等を採用することが
できる。量産性、構造の簡略化、組立作業の簡略化を考
慮した場合、結合方法として一体成形（インサート成
形）を採用するのが好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００１４】図１は、図４に示す自動車のクラッチ解放
機構に組み込まれる自動調心型クラッチレリーズ軸受装
置Ａを示している。クラッチレリーズ軸受装置Ａは、マ
ニアルミッション自動車のエンジン（出力軸３９）とト
ランスミッション（３２）との間に配置され、レリーズ
フォーク（３４）の作動によってフロントカバー（３
３）上をエンジン側に軸方向摺動して、エンジンの回転
力がトランスミッション（３２）に伝達されるのを一時
遮断するものである。

【００１５】この実施形態のクラッチレリーズ軸受装置
Ａは、樹脂製のスリーブ１、スリーブ１と一体成形（イ
ンサート成形）された側板２、スリーブ１の外周１ａと
側板２の一方の端面２ａとの間に配され、弾性手段例え
ば皿バネ４によって弾性保持された玉軸受３を備えてい
る。

【００１６】スリーブ１は、樹脂材からなる略円筒形の
成形体（射出成形体等）である。スリーブ１の内周１ｂ
は、フロントカバー（３３）に摺動自在に外挿される。
スリーブ１の外周１ａの一端側角部にはテーパ状の案内
面１ａ１が形成され、略中央部（他端側寄り）には外径
側に突出したストッパ部１ａ２が形成され、他端部には
側板２が一体に突設される。案内面１ａ１は、後述する
玉軸受３と皿バネ４とのアッセンブリをスリーブ１の外
周１ａに外挿する際に、皿バネ４の小径端を案内する機
能をもつ。また、ストッパ部１ａ２は、組立完了後の状
態において、皿バネ４の小径端と係合して、その位置ず
れを防止する機能をもつ。ストッパ部１ａ２は幅狭で、
その一端側は鈍角な傾斜壁、皿バネ４の小径端が係合す
る他端側は垂直壁又はやや鋭角な傾斜壁である。一端側
の傾斜壁は、組み込みの際、皿バネ４の小径端を案内す
る機能をもつ。また、他端側の壁面の最内径部と連続し
て、円周溝があり、この円周溝は一端側の外周１ａより
もやや深い。

【００１７】側板２は鋼板プレス製の環体で、樹脂製の
スリーブ１の他端部外周に一体にインサート成形され
る。側板２の一方の端面２ａには後述する玉軸受３の外
輪３ｂのフランジ部３ｂ１が半径方向摺動自在に当接
し、他方の端面側にはレリーズフォーク（３４）が当接
する当接部２ｂが例えば１８０度対向位置にそれぞれ配
設される。この実施形態の側板２は、冷間圧延鋼板例え
ばＳＰＣＣ鋼板をプレス加工によって所定形状に成形し
た後、表面硬化処理として浸炭窒化処理を施して、その
表面硬度を５８≦Ｈ_R Ｃ≦６４、好ましくは６３≦Ｈ_R
Ｃ≦６４の範囲にしたものである。例えば、側板２の肉
厚（プレス加工後の肉厚）は１．７ｍｍ、表面硬化層
（浸炭窒化層）の平均深さは０．３ｍｍである。

【００１８】玉軸受３は、クラッチ装置のダイヤフラム
スプリング（３５）に接触する外向きの鍔部３ａ１を一
端に有する鋼板プレス製の内輪３ａと、内向きのフラン
ジ部３ｂ１を他端に有する鋼板プレス製の外輪３ｂと、
内輪３ａと外輪３ｂとの間に介在し、それぞれの軌道面
３ａ２、３ｂ２とアンギュラコンタクトする複数のボー
ル３ｃと、ボール３ｃを円周所定間隔に保持する保持器
３ｄと、内輪３ａの外径面と外輪３ｂの内径面との間を
一端側において密封する第１シール部材３ｅおよび他端
側において密封する第２シール部材３ｆとを備えてい
る。この実施形態において、ダイヤフラムスプリング
（３５）に接触する内輪３ａの鍔部３ａ１の接触部の直
径φＴとボール３ｃのピッチ円直径ＰＣＤ（ボール３ｃ
の中心を通る円の直径）とは、φＴ〉ＰＣＤ｛ｒ＝（φ
Ｔ／ＰＣＤ）〉１｝の関係を有する。また、第１シール
部材３ｅは非接触形の弾性体シールで、その外径側部分
が外輪３ｂの一端側内径面に圧入固定され、その内径側
のリップ部が内輪３ａの一端側外径面にラビリンス隙間
を介して近接する。また、第２シール部材３ｆは略コ字
形断面を有する鋼板プレス製のシールド板で、その外径
側部分が外輪３ｂの他端側内径面に圧入固定され、その
内径側端部が内輪５ａの他端側外径面にラビリンス隙間
を介して近接する。尚、第１シール部材、第２シール部
材として、接触形シールを用いてもよい。

【００１９】図２に示すように、内輪３ａの外径面に
は、軌道面３ａ２を挟んで一端側に第１シール部材３ｅ
のリップ部が近接するシール面３ａ３、他端側に第２シ
ール部材３ｆの内径側端部が近接するシール面３ａ４が
それぞれ設けられる。シール面３ａ３は軌道面３ａ２の
一端側の肩部と連続し、シール面３ａ４は軌道面３ａ２
の他端側の段差（カチコミ代）δ１と連続している。段
差δ１は、軸受ラジアルすきま程度の値に設定される
（図面では誇張して示している。）。

【００２０】上記のような内輪３ａは、例えば、鋼板素
材からプレス加工→熱処理→軌道面３ａ２、シール面３
ａ４の研削加工という工程を経て製造される。鋼板素材
としては浸炭鋼板、熱処理としては浸炭焼入れを採用す
ることができる。浸炭鋼には、ニッケルクロム鋼（ＳＮ
Ｃ）、ニッケルクロムモリブデン鋼（ＳＮＣＭ）、クロ
ム鋼（ＳＣｒ）、クロムモリブデン鋼（ＳＣＭ）があ
る。これらの中で、ニッケルクロム鋼（ＳＮＣ）、ニッ
ケルクロムモリブデン鋼（ＳＮＣＭ）は、過剰浸炭を起
こしにくく、機械的性質にも優れた材料であるが、合金
元素として高価なニッケルＮｉを含んでいるため、コス
ト的な面で難がある。内輪に必要とされる機械的特性を
考慮すると、ＳＮＣ鋼、ＳＮＣＭ鋼では過剰品質の感が
あり、コスト面での釣り合いがとれない。これに対し
て、クロムモリブデン鋼（ＳＣＭ）は、過剰浸炭を起こ
しにくく、焼入れ性が良く、しかも、ＳＮＣ鋼、ＳＮＣ
Ｍ鋼に比べると比較的安価である。また、クラッチレリ
ーズ軸受装置の内輪として要求される機械的特性も十分
満足できる。このような理由から、内輪３ａの材質とし
てクロムモリブデン鋼（ＳＣＭ）を用いるのが好まし
い。クロムモリブデン鋼（ＳＣＭ）は、含有炭素量によ
ってＳＣＭ４１５、ＳＣＭ４１８、ＳＣＭ４２０、ＳＣ
Ｍ４２１、ＳＣＭ８２２があり、その中でも、ＳＣＭ４
１５Ｍが最も好ましい。

【００２１】内輪３ａの軌道面３ａ２、シール面３ａ４
の研削加工はそれぞれ別個に行なっても良いが、同図に
示すような研削砥石２０を用いて、軌道面３ａ２とシー
ル面３ａ４とを同時研削すると、工程の簡略化につなが
り、また、段差δ１の寸法精度を確保する上で有利であ
る。尚、軌道面３ａ２とシール面３ａ３および３ａ４の
同時研削を行なうことも可能である。

【００２２】図３に示すように、外輪３ｂの内径面に
は、軌道面３ｂ２を挟んで一端側に第１シール部材３ｅ
の外径側部分が圧入されるシール圧入部３ｂ３、他端側
に第２シール部材３ｆの外径側部分が圧入されるシール
圧入部３ｂ４がそれぞれ設けられる。シール圧入部３ｂ
３は軌道面３ｂ２の一端側の段差δ２と連続し、シール
圧入部３ｂ４は軌道面３ｂ２の他端側の肩部と連続して
いる。段差δ２も、軸受ラジアルすきま程度の値に設定
される（図面では誇張して示している。）。外輪３ｂの
材質、製造方法については、上述した内輪３ａに準ず
る。例えば、軌道面３ｂ２とシール圧入部３ｂ３を同時
研削で仕上げることができる。

【００２３】弾性手段としての皿バネ４は略円錐筒状の
プレス成形品で、小径端から切欠き形成された複数の切
欠き部と、隣り合った切欠き部間に形成された複数の舌
片とを円周等配位置に備えている。各舌片の弾性変形に
応じて、皿バネ４の小径端部が縮拡径する。

【００２４】組立に際しては、玉軸受３の組立品と皿バ
ネ４とのアッセンブリを、一端側からスリーブ１の外周
１ａに外挿し、玉軸受３の外輪３ｂのフランジ部３ｂ１
が側板２の端面２ａに当接し、かつ、皿バネ４の小径端
部（舌片）がストッパ部１ａ２の他端側の壁面に当接す
るまで推し進める。上記アッセンブリを推し進めてゆく
過程において、皿バネ４の小径端部（舌片）は、先ずス
リーブ１の一端側の案内面１ａ１に案内されて外周１ａ
上に乗り、次に外周１ａ上を滑りながらストッパ部１ａ
２の一端側の傾斜壁に当接し、さらに、その傾斜壁に案
内されてストッパ部１ａ２の他端側に嵌まり込む。

【００２５】上記のようにして、玉軸受３と皿バネ４と
のアッセンブリをスリーブ１の外周１ａに外挿すると、
図１に示すこの実施形態のクラッチレリーズ軸受装置が
完成する。スリーブ１の外周１ａと玉軸受３の内輪３ａ
の内径面との間には半径方向すきまＳ１があり、外輪３
ｂのフランジ部３ｂ１の内径とスリーブ１の外周１ａと
の間には半径方向すきまＳ２がある。半径方向すきまＳ
２は、半径方向すきまＳ１よりも小さい（Ｓ１〉Ｓ
２）。そして、スリーブ１のストッパ部１ａ２と外輪３
ｂのフランジ部３ｂ１の内側面との間に圧縮介在する皿
バネ４の付勢力によって、外輪３ｂのフランジ部３ｂ１
が側板２の端面２ａに弾性的に押圧され、これにより、
玉軸受３がスリーブ１の外周１ａと側板２の端面２ａと
の間に半径方向摺動自在に弾性保持される。玉軸受３
は、半径方向すきまＳ１およびＳ２の存在によって、ス
リーブ１および側板２に対して半径方向に調心移動が可
能であり、その調心移動量は小さい方の半径方向すきま
Ｓ２によって規制される。フロントカバー（３３）の軸
心と出力軸（３９）の軸心との間に組み込み上の誤差等
があり、ダイヤフラムスプリング（３５）の回転中心と
クラッチレリーズ軸受装置の回転中心とで心ずれが生じ
ても、玉軸受３がそのずれ量に応じて調心移動すること
によって、心ずれが自動的に調心される。また、玉軸受
３は所要量調心移動した後、皿バネ４の付勢力によっ
て、その位置に弾性保持され、エンジンの振動、衝撃等
を受けても位置ずれしない（いわゆる調心抗力を有す
る）。

【００２６】

【発明の効果】本発明は以下に示す効果を有する。

【００２７】（１）玉軸受の外輪のフランジ部が半径方
向摺動自在に当接する一面と、レリーズフォークが当接
する他面とを有する鋼板プレス製の側板の表面硬度を、
５８≦Ｈ_R Ｃ≦６４にしたので、側板の他面のかじり摩
耗や一面のフレッティング摩耗が生じにくい。同時に、
側板の適度の靭性が確保され、割れや欠けの発生が防止
される。そのため、本発明の自動調心型クラッチレリー
ズ軸受装置は、低振動、低騒音で、かつ、耐久性に優れ
ている。

【００２８】（２）側板の材質として、冷間圧延鋼板、
特にＳＰＣＣ鋼板を用いることにより、側板に要求され
る機械的特性を確保しつつ、コスト低減を図ることがで
きる。

【００２９】（３）側板の表面硬化処理として、浸炭窒
化処理を採用することにより、量産によるコスト低減を
図ることができると同時に、側板の熱処理ひずみや過剰
浸炭を抑制して、製品の品質向上を図ることができる。

【００３０】（４）本発明の自動調心型クラッチレリー
ズ軸受装置は、部品点数が少なく、低コスト、軽量、コ
ンパクトで、かつ耐久性に優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係わるクラッチレリーズ軸受装置を
示す断面図である。

【図２】内輪の断面図である。

【図３】外輪の断面図である。

【図４】自動車のクラッチ装置の周辺部を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ スリーブ ２ 側板 ３ 玉軸受 ３ａ 内輪 ３ａ１ 鍔部 ３ｂ 外輪 ３ｂ１ フランジ部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クラッチ装置の回転部材に接触する外向
   きの鍔部が一端に設けられた鋼板プレス製の内輪、及
   び、内向きのフランジ部が他端に設けられた鋼板プレス
   製の外輪を有する玉軸受と、 玉軸受の内方に挿入されるスリーブと、 スリーブの外周から外径方向に延び、その一面に玉軸受
   の外輪のフランジ部が半径方向摺動自在に当接し、その
   他面にレリーズフォークが当接する鋼板プレス製の側板
   と、 玉軸受の外輪を側板の一面に弾性的に押圧して保持する
   弾性手段とを備え、 上記側板の表面硬度が５８≦Ｈ_R Ｃ≦６４であることを
   特徴とする自動調心型クラッチレリーズ軸受装置。
2. 【請求項２】 上記側板が冷間圧延鋼板のプレス成形品
   である請求項１記載の自動調心型クラッチレリーズ軸受
   装置。
3. 【請求項３】 上記冷間圧延鋼板がＳＰＣＣ鋼板である
   請求項２記載の自動調心型クラッチレリーズ軸受装置。
4. 【請求項４】 表面硬化処理として浸炭窒化処理が施さ
   れている請求項１、２又は３記載の自動調心型クラッチ
   レリーズ軸受装置。
5. 【請求項５】 上記側板が樹脂製のスリーブに一体結合
   されている請求項１、２、３又は４記載の自動調心型ク
   ラッチレリーズ軸受装置。